Ученые из США и Великобритании заявили, что на глубине в 400—600 километров под поверхностью Земли, несмотря на крайне высокую температуру, содержится много воды — возможно, не меньше, чем в земных океанах. Это означает, что круговорот воды на планете может быть устроен более сложно, чем считалось ранее. Об открытии сообщает пресс-служба Университета штата Флорида.
Фото: © news.fsu.edu
Вода в мантии часто находится в составе брусита — минерала, на 70 процентов состоящего из марганца, и на 30 из химически связанной воды. Ранее считалось, что хотя брусит и может попасть в мантию из более верхних слоёв, он всё же должен разлагаться там на составные части. Освободившаяся вода легче брусита и быстро выводится наверх вулканической активностью. Однако когда исследователи провели моделирование поведения брусита в условиях, существующих в мантии на указанной глубине, оказалось, что такой распад происходит значительно медленнее, чем считалось. В действительности там образуется не предсказанная ранее теоретиками новая форма (фаза) брусита, оказавшаяся устойчивой даже при высокой температуре и давлении.
Исследователи оценивают это как "открытие ящика Пандоры": понимание, что вода может находиться так глубоко в недрах планеты, способно изменить все представления о том, какие именно вещества содержатся в этой части мантии. Более того, не вполне понятно, как именно вода из глубинного брусита потом возвращается обратно, на поверхность земли (а она должна это делать, поскольку иначе земные океаны постепенно теряли бы её, чего на практике не происходит).
В настоящий момент геологи пытаются вычислить, сколько именно воды может быть связано в брусите на 400—600 километрах ниже уровня моря. Если бы Земля была покрыта ровным слоем воды, всех её океанов хватило бы для создания слоя глубиной в несколько километров. Если хотя бы несколько процентов мантии на такой глубине состоят из брусита, там может быть сходное количество воды.
Фото: © pnas.org
Ученые отмечают, что открытая ими новая фаза брусита существует только при высоком давлении. Термодинамической фазой называют гомогенные части системы, отделённые от остальных частей видимыми поверхностями раздела. Одно и то же вещество может иметь разные термодинамические фазы, отличающиеся друг от друга хотя бы одним термодинамическим свойством вещества.
При сжатии или изменении температур кристаллическая решётка многих минералов изменяет свою форму, что изменяет физические свойства самого вещества — его плотность, электропроводность и так далее. Например, обычный водяной лёдотносится к фазе Ih, однако если его сжать и охладить до минус 60—80 градусов, то он превратится в лёд II, в котором атомы кислорода расположены так же, как в кристаллической решётке алмаза. Такой лёд куда прочнее обычного.
В брусите исследователи обнаружили ранее неизвестную область фазовой диаграммы, показанную на иллюстрации (зелёная зона). Эта разновидность брусита имеет тетрагональную кристаллическую решётку, резко отличающуюся от типичной для брусита в условиях поверхности Земли. Такую решётку сложнее разрушить тепловым воздействием или давлением, и она остаётся устойчивой даже тогда, когда, как считалась ранее, должна "разваливаться", разрушая брусит и высвобождая составляющую его воду и оксид марганца. Открытая область фазовой диаграммы соответствует давлению от 19 до 34 гигапаскалей, что в два—три миллиона раз выше, чем нормальное атмосферное давление.
Фото: © EAST NEWS
Международная группа астрономов во главе с исследователями из Университета Тохоку (Япония) обнаружила тусклейшую из известных карликовых галактик, окружающих Млечный Путь, — Деву-1. Открытие, по словам учёных, показывает, что вокруг нашей Галактики может быть много десятков тёмных галактик-спутников, почти невидимых в существующие телескопы. Соответствующая статьяопубликована в Astrophysical Journal
.Фото: © phys.org
Галактика получила название Дева-1 потому, что лежит в направлении намного болеё далекой и крупной галактики Дева. Новооткрытый карлик удалён от Солнца на 280 000 световых лет. Это намного ближе, чем наименее удалённая крупная самостоятельная галактика (до них миллионы световых лет). И всё же это слишком далеко, чтобы Деву-1 хоть кто-то заметил раньше. Лишь длительный анализ снимков ряда телескопов позволил учёным найти её.
Дева-1 очень компактна, видимые её размеры дают диаметр порядка 250 световых лет. Поэтому светимость у неё ниже, чем у любой другой когда-либо открытой галактики. Для сравнения: наша собственная Галактика, Млечный Путь, имеет видимый диаметр порядка 100 000 световых лет, то есть в 400 раз больше. Тем не менее, судя по удалённости и структуре, новый карликовый объект — именно галактика, а не шаровое скопление. К сожалению, в силу тусклости объекта масса его пока неизвестна.
Фото: © phys.org
Исследователи, сделавшие открытие в комментариях прессе отмечают, что обнаружение такого супертусклого и компактного образования играет важную роль для астрономии. По их оценкам, Дева-1 является лишь одной из нескольких сотен карликовых галактик-спутников Млечного Пути, до сих пор не обнаруженных в наблюдениях. Знание их общего числа теоретически может привести к некоторой переоценке соотношения тёмной и видимой материи в окрестностях нашей Галактики.
Свежие комментарии